基于车载激光点云的道路环境三维重构方法研究

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道路基础设施是整个道路交通系统重要的组成部分,同时也是相关领域进行科学研究的基础,在人们日常生活和国民经济建设扮演着重要角色。近年来,车载激光扫描技术被广泛应用于道路交通领域,作为三维空间信息的实时采集方法,它有效拓宽了测绘数据源的覆盖范围,并且可以快速获得准确的高分辨率数字表面模型。车载激光扫描LIDAR技术使人们从传统站桩采样获取模式进步为相对连续的数据获取模式,扫描后的点云数据处理也正向自动化的方向发展。
  道路三维模型对旧路改扩建中的工程影响分析、方案优化等具有重要意义,同时还可以应用于道路使用运营状况分析、视觉景观评估、道路安全评价等方向,但由于车载激光点云的数据量大、点云之间缺乏拓扑关系,现阶段基于车载激光扫描的道路环境三维重构主要依赖于人工处理,采用CCD全景影像进行特征提取、点云分类、三维建模,相关的自动化算法仍处于研究阶段。目前国内外常见的激光扫描数据处理软件及道路建模软件中,针对基于车载激光点云的道路环境三维重构,缺乏一套成熟的的解决方案,这使得重构工作变得复杂并且难以掌握,需要耗费大量的人力物力,因此行业内的应用程度不高。基于AutoCADCivil3D平台,本文针对道路交通行业对三维模型的需求特点,尝试探索一套基于车载激光扫描系统的道路交通环境三维重构的解决方案。对其中关键步骤,如道路关键信息提取、三维重构等技术,在前人研究的基础上,尝试对现有重构方法中尚不成熟的关键步骤进行改进,以求得到一套更加高效的道路关键信息提取及三维重建流程。
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